Влияние гелеобразователя питательной среды на эмбрио- и каллусогенез в культуре изолированных семязачатков свеклы столовой (Beta vulgaris L.)

Гиногенез является основным способом производства гаплоидных эмбриоидов, который лежит в основе технологии создания удвоенных гаплоидов растений вида Beta vulgaris L., в том числе свеклы столовой. Существенное влияние на эмбрио- и каллусогенез в культуре изолированных семязачатков и конечный выход растений-регенерантов оказывает состав питательных сред. В ранних работах исследователями изучено влияние регуляторов роста, органических компонентов, консистенции питательных сред и пр. В современных протоколах культуры изолированных семязачатков свеклы сахарной в качестве гелеобразователей питательной среды используют агарозу, агар, фитагель. При этом нет исследований об эффективности применения различных гелеобразователей в сопоставлении друг с другом. При культивировании изолированных семязачатков столовой свеклы для гелирования питательной среды использовали только агар. В то же время гелеобразователи и их концентрация определяют мобилизацию веществ питательных сред, оказывают различные эффекты на экспланты, их витрификацию и качество регенерантов. Подбор оптимального гелеобразователя питательной среды для культивируемых изолированных семязачатков свеклы может повысить выход эмбриодов, каллуса и растений-регенерантов и является актуальным для исследования. Изучено влияние гелеобразующих агентов: агара, агаргеля, фитагеля и агарозы -в составе питательной среды на эмбрио- и каллусогенез в культуре изолированных семязачатков свеклы столовой (Beta vulgaris L.). Изолированные семязачатки культивировали на питательной среде MS с добавлением 200 мг/л БАП, 500 мг/л ИУК, 60 г/л сахарозы и следующими вариантами гелеобразователей: агар - 7,5 г/л; агароза - 6 г/л; агаргель - 4 г/л; фитагель - 2 г/л. Повторность представлена чашкой Петри с 20 семязачатками, эксперимент заложен минимум в 22-кратной повторности. При изучении влияния гелеобразователей питательных сред на формирование эмбриоидов и каллуса в культуре изолированных семязачатков на средах, содержащих фитагель и агарозу, наблюдали более высокий выход эмбриоидов и каллуса, в то время как на средах с содержанием агара и агаргеля семязачатки формировали каллус и эмбриоиды с меньшей частотой, причем агар оказывает более негативное влияние, чем агаргель.

1. D’Halluin K. Production of haploid sugar beets (Beta vulgaris L.) by ovule culture / K. D’Halluin B. Keimer, W. Horn, C.J. Jensen, W. Odenbach and O. Schieder (Eds.) // Genetic Manipulation in Plant Breeding. - De Gruyter, Berlin, 1986. -Рр. 307-309.

2. Van Geyt J. In vitro induction of haploid plants from unpollinated ovules and ovaries of the sugarbeet (Beta vulgaris L.). / J. Van Geyt G.J. Speckmann K. D’Halluin et al. // Theoret. Appl. Genetics. - 1987. - 73:920-925.

3. Doctrinal M. In vitro gynogenesis in Beta vulgaris L.: Effects of plant growth regulators, temperature, genotypes and season / М. Doctrinal, R.S. Sangwan, B.S. Sangwan-Norreel // Plant Cell Tiss Org. - 1989. - 17:1-12.

4. Seman I. In vitro cultivation of unfertilized ovules of sugar beet. Embryology and seed reproduction: XI Int. symp. / I. Seman, J. Farago (Leningrad, USSR, july 3-4, 1990). - Leningrad, 1990. - 146.

5. Lux H. Production on haploid sugarbeet (Beta vulgaris L.) by culturing unpollinated ovules / H. Lux L., Herrmann C. Wetzel // Plant Breed. - 1990. - 104:177-183.

6. Baranski R. In vitro gynogenesis in red beet (Beta vulgaris L): effects of ovule culture conditions. Acta Societatis Botanicorum Poloniae. - 1996. - Vol. 65, № 1-2. -Рр. 57-60.

7. Gurel S. Doubled haploid plant production from unpollinated ovules of sugar beet (Beta vulgaris L.) / S. Gurel, E. Gurel, Z. Kaya. Plant Cell Rep. - 2000. - 19: 1155-1159.

8. Подвигина О.А. Теоретическое обоснование и приемы использования методов биотехнологии в селекции сахарной свеклы: Автореф. дис.. д-ра с.-х. наук. -Воронеж, 2003.

9. Wremerth Weich E. Doubled haploid production of sugar beet (Beta vulgaris L.): Published protocols for other crop plant species / Е. Wremerth Weich M.W. Levall // In Doubled Haploid Production in Crop Plants: A Manual. - Kluwer Academic Publishers, 2003.

10. Tomaszewska-Sowa M.Cytometric analyses of sugar beet (Beta vulgaris L.) plants regenerated from unfertilized ovules cultured in-vitro. - Plant Breed. -2010. - 2:231-235.

11. Васильченко Е.Н. Особенности формирования гаплоидных регенерантов сахарной свеклы в культуре in vitro / Е.Н. Васильченко, Т.П. Жужжалова, Т.Г. Ващенко, О.А. Землянухина, Н.А. Карпеченко, О.А. Подвигина // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. - 2017. - № 3 (54). - С. 57-66.

12. Pazuki A. Gynogenesis Induction in Sugar Beet (Beta vulgaris) Improved by 6-Benzylaminopurine (BAP) and Synergized with Cold Pretreatment / А. Pazuki, F. Aflaki, Е. Gurel et al. // Sugar Tech. - 2018. - № 20. - С. 69-77.

13. Жужжалова Т.П. Гаплоидный партеногенез in vitro у сахарной свеклы (Beta vulgaris): факторы и диагностические признаки / Т.П. Жужжалова, О.А. Подвигина, В.В. Знаменская, Е.Н. Васильченко, Н.А. Карпеченко, О.А. Землянухина // Сельскохозяйственная биология. - 2016. - Т. 51, № 5. - С. 636-644.

14. Klimek-Chodacka M. Comparison of haploid and doubled haploid sugar beet clones in their ability to micropropagate and regenerate. Electron / М. Klimek-Chodacka R. Baranski // J. Biotechnol. - 2013. - № 16 (2). - Рр. 1-1.

15. Ferrant V. Origin of gynogenetic embryos of Beta vulgaris L. / V. Ferrant, J. Bouharmont. Sex. Plant Reprod. - 1994. - № 7. - Рр. 2-16.

16. Sliwinska E. Polysomaty in growing in vitro sugar-beet (Beta vulgaris L.) seedlings of different ploidy level / Е. Sliwinska, Е. Lukaszewska. Plant Science. - 2005. -№ 168. - Рр. 1067-1074.

17. John Nelson Buah, Yoshinobu Kawamitsu, Shigetoshi Sato & Seiichi Murayama. Effects of Different Types and Concentrations of Gelling Agents on the Physical and Chemical Properties of Media and the Growth of Banana (Musa spp.) in Vitro, Plant Production Science, 1999. - 2:2. - Рр. 138-145.